本發(fā)明涉及機(jī)械加工，具體涉及一種厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)類金屬零件在石油、化工、航空、航天等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如管道連接接頭、水壓容器連接接頭、容器錐形封頭、導(dǎo)彈殼體過渡段、噴管擴(kuò)散段等。形狀上主要是以直筒段、錐筒段復(fù)合結(jié)構(gòu)為主，也有可能存在多個(gè)直段、錐段的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。零件材質(zhì)以鋼質(zhì)、鋁質(zhì)管料為主，也可采用鈦材管料加工。

2、目前，對于厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的加工，還沒有整體成形方案，主要采用的工藝方式為鈑金、焊接技術(shù)，也就是將錐段卷焊成形，再與直段進(jìn)行焊接，但是對于這種加工方式，由于焊縫的存在，導(dǎo)致產(chǎn)品加工周期較長，并且焊縫也存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3、現(xiàn)有技術(shù)對于直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的加工，主要方法就是卷焊錐段，拼焊直段、錐段的工藝方案，這種加工技術(shù)主要有三方面的缺點(diǎn)。首先，卷焊錐段、拼焊直段的工藝方法，產(chǎn)品加工周期過長，存在下料、輥彎和多道焊接、熱處理工序，加工周期過長；其次，產(chǎn)品存在多道縱向、環(huán)向焊縫，影響了產(chǎn)品性能，增加了后續(xù)出現(xiàn)質(zhì)量問題的風(fēng)險(xiǎn)；最后，由于焊接組織的存在，限制了產(chǎn)品的后續(xù)塑性加工能力，卷焊產(chǎn)品不適合進(jìn)行零件的后續(xù)塑性成形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述問題，本發(fā)明提出一種厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置及方法，以解決現(xiàn)有直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件高效、高質(zhì)量成形等問題，實(shí)現(xiàn)各類厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的一體化旋壓成形。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的之一是提供一種厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，包括：內(nèi)旋輪2，外旋輪3,軸承6，螺母7，內(nèi)旋輪軸4，外旋輪軸5和基座1。

3、所述內(nèi)旋輪2通過內(nèi)旋輪軸4和螺母7與基座1固定連接；所述外旋輪3通過外旋輪軸5和螺母7與基座1固定連接；所述內(nèi)旋輪2及外旋輪3兩端分別通過軸承6及螺母7配合，實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；所述基座1安裝至旋壓機(jī)。

4、進(jìn)一步地，所述基座1安裝于具備旋轉(zhuǎn)進(jìn)給控制功能的擺臂式旋壓機(jī)旋轉(zhuǎn)軸。

5、進(jìn)一步地，所述內(nèi)旋輪2和外旋輪3選用耐熱鋼。

6、進(jìn)一步地，所述內(nèi)旋輪和外旋輪采用5crmnmo、4cr5mosiv及3cr3mo3w2v等熱作模具鋼進(jìn)行加工。

7、進(jìn)一步地，所述內(nèi)旋輪軸4及外旋輪軸5采用42crmo或30crmnsia等中碳合金鋼。

8、進(jìn)一步地，所述基座1采用中碳鋼、中碳合金鋼鍛件或鑄件進(jìn)行加工。

9、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的成形方法，具體步驟如下：

10、s1：根據(jù)旋壓毛坯壁厚尺寸確定內(nèi)旋輪與外旋輪的間隙，內(nèi)旋輪和外旋輪的間隙與毛坯壁厚相同；

11、s2：旋壓加工準(zhǔn)備，旋壓加工前，采用感應(yīng)加熱方式將零件變形區(qū)域進(jìn)行加熱，達(dá)到原材料始鍛溫度，將旋輪裝置進(jìn)給運(yùn)行于零件起始加工狀態(tài)；

12、s3:旋壓加工，成型裝置在旋壓機(jī)擺臂的帶動下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)整形輪也需要與擺臂一起作逆向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在內(nèi)旋輪、外旋輪、整形輪的作用下，零件會發(fā)生塑性變形，角度逐漸發(fā)生變化，達(dá)到所需要的角度尺寸，實(shí)現(xiàn)直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的成形；

13、s4:旋壓完成后，通過機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動將成型裝置從零件中開出，拆卸零件，完成加工。

14、進(jìn)一步地，所述s3整個(gè)旋壓加工過程還需要根據(jù)零件溫度情況，由火焰加熱系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)熱，保證零件在終鍛溫度之上進(jìn)行加工。

15、本發(fā)明上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品，無縱向、環(huán)向焊縫，產(chǎn)品質(zhì)量水平較高；本發(fā)明所用裝置調(diào)整便捷、研發(fā)周期短，工件尺寸控制精度高、旋壓成品率高；本發(fā)明采用數(shù)控旋壓機(jī)進(jìn)行加工，適用于大、中型批量零件生產(chǎn)，加工效率高。

技術(shù)特征：

1.一種厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，其特征在于，包括：內(nèi)旋輪(2)，外旋輪(3),軸承(6)，螺母(7)，內(nèi)旋輪軸(4)，外旋輪軸(5)和基座(1)，所述內(nèi)旋輪(2)通過內(nèi)旋輪軸(4)和螺母(7)與基座(1)固定連接；所述外旋輪(3)通過外旋輪軸(5)和螺母(7)與基座(1)固定連接；所述內(nèi)旋輪(2)及外旋輪(3)兩端分別通過軸承(6)及螺母(7)配合，實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；所述基座(1)安裝至旋壓機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，其特征在于：所述基座(1)安裝于具備旋轉(zhuǎn)進(jìn)給控制功能的擺臂式旋壓機(jī)旋轉(zhuǎn)軸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，其特征在于：所述內(nèi)旋輪(2)和外旋輪(3)選用熱作模具鋼。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，其特征在于：所述內(nèi)旋輪和外旋輪采用5crmnmo、4cr5mosiv及3cr3mo3w2v中的任意一種進(jìn)行加工。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，其特征在于：所述內(nèi)旋輪軸(4)及外旋輪軸(5)采用42crmo、30crmnsia或其他中碳合金鋼。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置，其特征在于：所述基座(1)采用中碳鋼、中碳合金鋼鍛件或鑄件進(jìn)行加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置的成形方法，其特征在于，具體步驟如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的成形方法，其特征在于：所述s3整個(gè)旋壓加工過程還需要根據(jù)零件溫度情況，由火焰加熱系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)熱，保證零件在終鍛溫度之上進(jìn)行加工。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種厚壁直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件成形裝置及方法，該成形裝置包括內(nèi)旋輪，外旋輪,軸承，螺母，旋輪軸和基座，內(nèi)旋輪和外旋輪分別通過旋輪軸和螺母與基座固定連接；內(nèi)旋輪及外旋輪兩端分別通過軸承及螺母配合，實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。具體為：根據(jù)旋壓毛坯壁厚尺寸確定內(nèi)旋輪與外旋輪的間隙；旋壓前，采用感應(yīng)加熱方式將零件變形區(qū)域進(jìn)行加熱至始鍛溫度，將旋輪裝置進(jìn)給運(yùn)行于零件起始加工狀態(tài)；旋壓加工，成型裝置在旋壓機(jī)擺臂的帶動下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)整形輪也需要與擺臂一起作逆向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，零件發(fā)生塑性變形，角度逐漸發(fā)生變化，達(dá)到所需要的角度尺寸，實(shí)現(xiàn)直錐復(fù)合結(jié)構(gòu)零件的成形。本發(fā)明旋壓成品率高，加工效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：楊睿智,喬岳云,李飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古航天紅崗機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15